德國科學家創超強磁場 刷新世界紀錄

德國研究機構Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（HZDR）的科學家於6月22日創造出史上最強的磁場，這項成就將有助於材料科學的研究。

據 HZDR網站報導，該機構的德累斯頓強磁場實驗室（High Magnetic Field Laboratory Dresden，HLD）研究人員，以其開發出重約200公斤的銅線圈，產生91.4 泰斯拉（tesla，磁場強度的計量單位）的超強磁場並維持幾毫秒的時間，超越先前美國科學家在幾年前創下的89泰斯拉的世界紀錄。

科學家表示，如此強大的磁場是以電流通過銅線圈而產生。磁場越強，他們就能越精確地驗證用於嶄新電子元件的物質或超導體的特性。
但HLD 主任沃思尼策（Joachim Wosnitza）表示，磁場也會影響電流，因為它會將電流推到線圈之外。當電流越強時，這種被稱為洛倫玆力（Lorentz force） 的力量也越強。在25 泰斯拉的磁場下，銅線圈就會被扯斷。相較之下，一臺標準的商用電冰箱的磁場只有0.05泰斯拉。

為了研究未來材料的電荷，研究人員需要較強的磁場，例如90或100泰斯拉。沃思尼策指出，在100泰斯拉的磁場下，銅線圈內部的洛倫玆力可以產生相當於4萬倍海平面大氣壓力的壓力，這種力量足以讓銅線爆裂。因此，科學家使用能承受1萬倍大氣壓力的特殊銅合金製作銅線，並以用於防彈背心的特殊纖維包裹銅線。HZDR的研究人員用了6條這種特殊銅線纏繞成一條線圈，並在中心留下16毫米的空間。如此，研究人員可在0.02秒的時間裡，以短暫但強大的電流脈衝產生50泰斯拉的磁場。

為了創造更強的磁場，研究人員在這個線圈外加上第二個含有12層銅線的線圈。儘管第二個線圈的銅線只能承受2,500倍大氣壓力，但在塑膠外殼的保護下，0.02秒的電流脈衝就可以在線圈內部產生40泰斯拉的磁場。加上第一個線圈的50泰斯拉，整體磁場可超過90泰斯拉。在鋼製外罩的覆蓋下，這個線圈組合形成高55公分、直徑32公分的圓柱體，猶如一個大型的水桶。

HZDR的研究人員說，他們製作此一線圈組並非只為了打破世界紀錄，而是希望讓未來的新材料在超強的磁場中做研究。目前，已有世界各地的科學家向該機構提出預訂，希望能在該機構分析他們的材料。